(57)【要約】  本発明は、ペダル（２４）の反動を検出する方法であって、ペダル（２４）が停止位置（１８）に戻されたことを検出すること、及びペダル（２４）が戻される間のペダル位置（１６）の第２時間微分（３６）に基づいて、ペダル（２４）の戻りに続いてペダル（２４）の反動が生じたことを確定することを含む方法に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペダル（２４）の反動を検出する方法であって、
ペダル（２４）が停止位置（１８）に戻されたことを検出すること、及び
ペダル（２４）が戻される間のペダル位置（１６）の第２時間微分（３６）に基づいて、ペダル（２４）の戻りに続いてペダル（２４）の反動が生じたことを確定すること
を含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
ペダル位置（１６）の第１時間微分（３４）及び／又は第２時間微分（３６）に基づいて、ペダル（２４）が停止位置（１８）に戻されたことを検出する方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法において、
規則的な時間間隔で、好ましくは電位差計及び／又はホールセンサを使用してペダル位置（１６）を検出する方法。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法において、
ペダル（２４）の反動が生じている間にペダル位置（１６）に依存して信号出力を変更することをさらに含む方法。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法において、
ペダル（２４）の反動を変更することをさらに含み、好ましくは、ペダル（２４）に力を加えることによってペダル（２４）の反動の変更を行う方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の方法において、
信号出力の変更もしくはペダル（２４）の反動の変更を長くてもペダル（２４）の反動が終わるまでに行う方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法において、
ペダル（２４）が少なくとも所定の最小停止時間にわたってペダル（２４）の停止位置（１８）に位置しており、及び／又はペダル（２４）が少なくとも所定の最小操作時間にわたって停止位置（１８）とは異なるペダル位置（１６）に位置しており、及び／又はペダル位置（１６）の第２時間微分（３６）が所定の加速度閾値未満である場合に、ペダル（２４）の反動が終わっている方法。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法において、
ペダル（２４）の反動が、停止位置（１８）を中心としたペダル位置（１６）の揺動及び／又は停止位置（１８）からのペダル（２４）の跳ね返りを含む方法。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法において、
ペダル（２４）が停止位置（１８）に到達した後に第２時間微分（３６）が所定の閾値を超えるか、及び／又は符号変化を有する場合に、ペダル（２４）の反動を検出する方法。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法を実施するように構成された計算ユニット。
【請求項１１】
請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法が計算ユニットで実施される場合に方法を実施するように計算ユニットに指示するコンピュータプログラム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のコンピュータプログラムが記憶されている機械読取り可能なメモリ媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペダルの反動を検出する方法並びに方法を実施するための計算ユニット及びコンピュータプログラムに関する。本発明は、好ましくは自動車分野において、例えば乗用車において、例えばアクセルペダルもしくは走行ペダル又はブレーキペダルに使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
ペダルの急速な解除、特にペダルの衝撃的な解除は、ペダルの反発もしくは振動をもたらす場合がある。ペダルの反発は、例えばペダルが解除された場合、すなわちユーザがペダルの操作をやめた場合に、ペダルを停止位置に移動し、停止位置に保持するための役割を果たす戻しばね、及び場合によっては緩衝器によって引き起こされることがある。緩衝のためには、例えば他のばね及び／又は弾性的な材料からなる要素、例えばゴムなどからなる要素が設けられていてもよい。ペダルの急速及び／又は衝撃的な解除時にペダルが高速で終端位置もしくは停止位置に到達した場合には、移動制限要素にペダルが部分的にリバウンドし、これにより、ペダルは、再び停止位置から少なくともわずかに遠ざかり、これにより、停止位置から跳ね返る。このような現象はペダルの反動もしくは反発と呼ばれる。
【０００３】
特に、ペダル及び／又はペダルの懸吊部のために安価な構成要素もしくはハードウェア構成要素を使用することによって反動が助長されることもあり、場合によっては安価な構成要素に係合する特に安価なペダルユニットでは反動が生じる。
【０００４】
この場合、ペダルの反動もしくは振動はユーザの操作として解釈され、対応した意図しない信号出力がもたらされることもある。このような出力信号は、自動車のペダルの場合、例えば走行ペダルの場合には走行要求として解釈されることもあり、したがって、意図しないトルク要求が生じるか、あるいはブレーキペダルの場合には意図しないブレーキトルクの供給が行われることもある。したがって、このような場合にはペダルの反動により自動車の不都合な「微動」が生じることもある。
【０００５】
例えば機械的な手段によって反動が減衰及び／又は完全に防止されるように構成された高価な構成要素もしくはハードウェア構成要素を使用することによってペダルの反発を低減及び／又は防止することができる。フィルタを使用して、ペダルによって供給される信号をフィルタ処理することもでき、これにより反動に典型的な振動がペダルによって供給される信号からフィルタ処理される。このような解決策は全ての場合に使用できるわけではない。なぜならば、ユーザもしくは運転者が意識的にペダルを操作する場合にもフィルタの使用により信号供給の遅延が生じることがあるからである。高価な構成要素の使用はコストの理由から考慮できない場合もある。
【発明の概要】
【０００６】
本発明により、独立請求項に記載の特徴を有するペダルの反動を検出する方法並びに方法を実施するための計算ユニット及びコンピュータプログラムが提案される。好ましい実施形態が従属請求項及び以下の説明の対象である。
【０００７】
本発明によれば、ペダルが停止位置に戻されたことが検出され、ペダルが戻される間のペダル位置の第２時間微分に基づいて、ペダルの戻りに続いてペダルの反動が生じたことが確定される。この場合、ペダルの反動は、特に停止位置を中心としたペダル位置の揺動及び／又は停止位置からのペダルの跳ね返りとして理解される。
【０００８】
本発明は、ペダル位置の第２時間微分に基づいてペダルの加速度を計算することができるという利点をもたらす。このようにして、実際のペダル動作に基づいて、とられるべき停止位置を中心とした反動もしくは停止位置からの反動が生じたか否か、もしくは予想される反動の振幅がどのくらい大きいのかを特に正確に確定するか、もしくは特に正確に予測することができる。しかしながら、特徴の異なる反動をもたらし、実際の速度もしくはペダル位置の第１時間微分に基づいて相互に区別することはできないか、又は区別することが極めて困難であるペダル解除時のペダル動作は、ペダルの第２時間微分もしくは加速度に基づいて、より高い正確性をもって互いに区別することができるという利点がもたらされる。例えば、このような動作は、よく似た、及び／又は、ほぼ同一の勾配もしくはペダル動作の第１時間微分を示すが、しかしながら、第２時間微分では、はっきりと、特に一義的に互いに区別される。反動が検出された場合に、特にユーザ要求として処理されることを防止することができる。
【０００９】
さらに本発明により、ユーザもしくは運転者によるペダルの操作に対する信号が時間的遅延なしに出され、これにより運転者もしくはユーザの入力に対して遅滞のない対応を行うことができるという利点がもたらされる。本発明によれば、確定されたペダル位置もしくは時間波形をフィルタ処理する必要はなく、したがって、一方ではフィルタ処理のために時間損失が生じることはなく、他方では測定されたペダル位置の時間波形がフィルタ処理によって歪曲されること、もしくはペダル位置の実際の時間波形からずれることはない。
【００１０】
さらに本発明は、ペダルの反動を確実に検出することができるので安価な構成要素を有するペダルの場合にも自動車の動きの「微動」を防止することができるという利点をもたらす。
【００１１】
好ましくは、ペダル位置の第１及び／又は第２時間微分に基づいて、ペダルが停止位置に戻されたことが検出される。このことは、ペダルが解除され、停止位置に戻されたかどうかを特に正確に検出できるという利点を有する。
【００１２】
好ましくは、ペダル位置が規則的な時間間隔で検出される。例えば、ペダル位置の検出は、１秒、好ましくは５００ｍｓ、より好ましくは２５０ｍｓ、さらに好ましくは１００ｍｓ、特に好ましくは５０ｍｓ、さらに特に好ましくは２０ｍｓ、最も好ましくは１０ｍｓ、さらに極めて好ましくは１ｍｓの時間間隔で行うことができる。このことは、ペダル位置の第１及び／又は第２時間微分を特に正確に確定することができるという利点を有する。好ましくは、実際のペダル位置の第２時間微分を確定することによってペダルの加速度が計算される。好ましくは、計算された加速度に基づいて、第１時間微分の実際の振幅が類似しているか、又は全く同一の場合にも、ペダルが停止位置に到達した後にペダルの振動もしくは反動が生じたかどうか、もしくは反動の振幅がどのくらい大きいか、又は大きくなるかを特定の時点で確実に決定することができる。さらに好ましくは、ペダル位置の決定もしくは検出は電位差計及び／又はホールセンサを使用して行われる。これらは、例えばペダル位置を正確に検出するための役割を果たすことができ、しかも安価に供給することができる。
【００１３】
好ましくは、さらなるステップで、ペダルの反動が生じている間に、ペダル位置に依存して信号出力の変更が行われる。換言すれば、信号がペダルの反動に起因する場合にペダル位置に基づいた信号を適合させることができ、及び／又は信号がペダルの反動に起因する場合に信号の出力を中止することができる。これにより、ペダルの反動に起因し、例えば自動車の動きに微動をもたらす信号を適切に変更することができ、及び／又は信号は考慮されず、このようにして微動を防止することができるという利点が得られる。
【００１４】
好ましくは、代替的又は付加的にペダルの反動の変更が行われ、好ましくはペダルの反動の変更はペダルに力を加えることによって行われる。例えば、あらかじめ予想される反動を減衰するか、又は完全に防止するために、適切に制御することができる適応的な緩衝を設定することができる。
【００１５】
好ましくは、信号出力の変更もしくはペダルの反動の変更は長くてもペダルの反動が終わるまでに行われる。換言すれば、必要に応じて行われる信号の変更及び／又は必要に応じて行われるペダルの反動への作用は反動がなくなるまでの間しか行われない。これにより、反動がなくなった後、もしくは反動の危険性がもはや差し迫っていない場合には、信号出力及び／又はペダル動作に介入することなしに、ペダルの通常の操作もしくはペダルの操作に対して通常の信号出力を行うことができるという利点がもたらされる。好ましくは例えば、ペダルが少なくとも所定の最小停止時間にわたってペダルの停止位置に位置しており、及び／又はペダルが少なくとも所定の最小操作時間にわたって停止位置とは異なるペダル位置に位置しており、及び／又はペダル位置の第２時間微分が所定の加速度閾値未満である場合には、ペダルの反動は終わっている。換言すれば、好ましくは、ペダルがユーザもしくは運転者の操作なしに停止位置に保持されるか、又は運転者もしくはユーザによるペダルの新たな操作によってペダルが別のペダル位置へ移動された場合には、反動は終わっている。この場合、最小停止時間及び／又は最小操作時間は、望ましい特性にしたがって設定することができる。例えば、最小停止時間及び／又は最小操作時間のための適切な値はミリ秒範囲である場合もある。
【００１６】
本発明による計算ユニット、例えば自動車の制御器は、特にプログラム技術的に、本発明による方法を実施するように構成されている。
【００１７】
コンピュータプログラムの形式で方法を実施することも有利である。なぜなら、実施する制御器がさらに他のタスクのために使用され、したがっていずれにせよ提供されている場合には特に低いコストしか生じないからである。コンピュータプログラムを提供するために適したデータ担体は、特に、磁気式、光学式、電気式のメモリ、例えばハードディスク、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ、ＤＶＤであり、特にコンピュータネットワーク（インターネット、イントラネットなど）を介したプログラムのダウンロードも可能である。
【００１８】
本発明の他の利点及び構成が以下の説明及び添付の図面により明らかである。
【００１９】
本発明を実施例に基づいて図面に概略的に示し、図面を参照して以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】戻され、反動が生じた場合のペダル位置の時間波形を示す例示的な線図である。
【図２Ａ】ペダルを異なるペダル位置において示す概略図である。
【図２Ｂ】ペダルを異なるペダル位置において示す概略図である。
【図３Ａ】実際のペダル位置の例示的な波形を第１及び第２時間微分と共に示す図である。
【図３Ｂ】実際のペダル位置の例示的な波形を第１及び第２時間微分と共に示す図である。
【図３Ｃ】実際のペダル位置の例示的な波形を第１及び第２時間微分と共に示す図である。
【図３Ｄ】実際のペダル位置の例示的な波形を第１及び第２時間微分と共に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、例えばｘ軸の時間１４に対してｙ軸のペダル位置１２が記入された線図１０を示す。グラフは、実際のペダル位置１６の時間波形を示す。時点２０でペダルが解除され、ペダル位置１６が停止位置１８に戻る方向に変更され、ペダル位置の変更は、例えば戻し要素、例えばばねなどによって行うことができる。停止位置１８への到達に続いて、ペダルは時間２２にわたって反動を行い、この反動は、ペダルが最初に停止位置１８に到達する時点２２ａで始まり、次いで、最終時点２２ｂで反動がなくなるまで振動のような動きをもたらす。
【００２２】
図２Ａ及び図２Ｂは、ペダル２４の異なるペダル位置を概略図で示す。図２Ａでは、ペダル２４は停止位置１８に位置し、ペダル２４は旋回可能な懸架装置２８によって旋回可能に固定されている。戻し要素２６によって、ペダル２４は可能なペダル位置１２の方向に沿って停止位置１８に運ばれるか、ペダルが操作されない場合には停止位置１８に保持される。図２Ｂには図２Ａのペダル２４が示されており、ペダル２４は加圧３０によって操作され、ペダルは戻り要素２６の作用方向とは反対に、停止位置１８から停止位置１８とは異なるペダル位置１６に移動される。例えば、加圧３０が行われない場合には、ペダル２４は戻し要素２６によって再び停止位置１８に運ばれ、戻された後、停止位置１８への到達に続いて、図１に示すペダル位置波形１６のようにペダル動作を行うことができる。
【００２３】
図３Ａ〜図３Ｄは、実際のペダル位置１６の例示的な波形を、ペダル２４の速度に対応する第１時間微分３４及びペダル２４の加速度に対応する第２時間微分３６の波形と共にそれぞれ示す。図３Ａ及び図３Ｂは、解除されたペダル２４が時点２２ａで停止位置１８に到達した後に時間２２にわたって反動を行う例示的な場合を示し、図３Ｃ及び図３Ｄはペダル２４が反動を行わない場合を示す。いずれの場合にもペダル２４が解除されたこと、もしくはペダル２４が戻されたことをペダル位置１６の時間波形及び／又は第１時間微分３４に基づいて確実に検出することができる。
【００２４】
しかしながら、停止位置１８に到達した後にペダル２４の振動もしくは反動が生じたかどうか、又は生じるかどうかについて、ペダル位置１６の時間波形に基づいて、第１時間微分３４に基づいて、又は両者の組合せに基づいて、停止位置１８に到達する前に確実に述べることはできない。
【００２５】
好ましくは、反動は、ペダル２４が停止位置に到達した後にペダル位置１６の第２微分３６に基づいて検出される。ペダルが停止位置１８に到達した後に第２時間微分が所定の閾値を超えた場合には、これをペダル２４が反動を行ったことの示唆として評価することができ、このようにして反動を検出することができる。代替的又は付加的に、ペダル２４が停止位置１８に到達した後に第２時間微分３６が特定の符号の値をとったこと、すなわち正の値又は負の値をとったこと、及び／又は反動を示唆する符号変化を有することによって反動を検出することができる。
【００２６】
特に図３Ｂに示すように、ペダル２４が停止位置に到達した後（時点２２ａ）に第２時間微分３６の波形に、適切に選択された閾値（例えば２，５００）を超える極めて大きい値が生じ、第２時間微分３６のさらなる波形には付加的に符号変化が生じる。これらの両方の基準は、一方のみで、又は組み合わせて、ペダル２４が反動を行ったことを示す。
【００２７】
これと比較して、図３Ｄでは、第２時間微分３６の波形には、ペダル２４が停止位置に到達した後（時点２２ａ）には図３Ｂに示した値の約１／３に相当する値しか示されておらず、適切に選択された閾値を超過していない。第２時間微分３６のさらなる波形においても符号変化は生じない。したがって、ペダル２４が反動を行ったとは仮定されない。
【００２８】
特に図３Ｂに示すように、ペダル２４が解除されてからペダル２４が時点２２ａで停止位置１８に到達するまでの時間に反動が生じた場合には、第２時間微分３６の波形が実質的に第１時間微分３４の波形に続く。これに対して、反動が生じない図３Ｄの場合の第２時間微分３６の時間波形は、第１時間微分３４の時間波形とは著しく異なる。特に図３Ｄに示すように、第２時間微分３６の波形は、ペダル２４が停止位置に到達する時点２２ａに到達する前に既に振幅を縮小される。このことは、反動が生じ、第２時間微分３６が、ペダル２４が停止位置１８に到達する時点２２ａで負の最大値をとる図３Ｂの場合とは対照的である。このことは、停止位置１８に到達した後にペダル２４が揺動し、反動が行うことの示唆とみなすことができる。これに対して、図３Ｄに示す場合の第２時間微分３６の波形からは、このような振動、したがってペダルの反動を予期することはできない。
【００２９】
したがって、図３Ａ〜図３Ｄは、ペダル位置１６の第２時間微分を考慮することによりペダル２４の反動が起こったか否かを判定することができることを示している。このような判定は、ペダル位置１６の時間波形及び第１時間微分３４のみに基づいて行うことはできない。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【国際調査報告】
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